Фторидселективный электрод

Фторидселективный электрод — это тип ионселективного электрода, чувствительного к концентрации фторид -иона . Распространенным примером является электрод из фторида лантана .

Электрод из фторида лантана

В электроде из фторида лантана чувствительным элементом является кристалл фторида лантана (LaF ₃ ), легированный фторидом европия(II) (EuF ₂ ) для создания вакансий в решетке . Такой кристалл является ионным проводником благодаря подвижности ионов фтора, которые прыгают между вакансиями в решетке. Электрохимическая ячейка может быть сконструирована с использованием такого кристалла в качестве мембраны, разделяющей два раствора фторида. Эта ячейка действует как концентрационная ячейка с переносом, где число переноса фторида равно 1. Поскольку перенос заряда через кристалл происходит почти исключительно из-за фторида, электрод высокоспецифичен для фторида. Единственный ион, который существенно мешает, — это гидроксид (OH ⁻ ). Обычно такой «щелочной ошибки» можно избежать, буферизовав образец до pH ниже 7.

Диаграмма ячеек

Схема ячейки типичной экспериментальной установки выглядит следующим образом:

${\displaystyle {\ce {Ag,AgCl|NaF|LaF3|}}}$раствор фторида аналита

где:

• ${\displaystyle {\ce {Hg|1/2Hg2Cl2 | KCl(sat)}}}$является внешним электродом сравнения
• ${\displaystyle {\ce {NaF,NaCl | AgCl,Ag |}}}$является внутренним эталоном внутри фторид-селективного электрода

Электрод сравнения

Некоторые коммерчески доступные электроды сравнения имеют внутренний переход, который минимизирует потенциал жидкого перехода между раствором образца и электролитом в электроде сравнения (KCl). Внутренний электролит имеет фиксированный состав, а отклик электрода определяется уравнением Нернста :

E = E ⁰  − RT / F ln a _{F ⁻} ,

где:

• E — измеренный потенциал ячейки,
• E ⁰ — стандартный потенциал ячейки,
• R — постоянная идеального газа,
• T — температура в градусах Кельвина ,
• F — постоянная Фарадея (9,6485309×10 ⁴ Кл/моль).
• a _{F ^{− —}} активность иона фтора.

Ссылки

• Лайт, Трумэн С.; Капучино, Карлтон К. (1975). «Определение фторида в зубной пасте с использованием ионселективного электрода». Журнал химического образования . 52 (4): 247–50. Bibcode : 1975JChEd..52..247L. doi : 10.1021/ed052p247. PMID  1133123.

Мартин С. Франт и Джеймс В. Росс-младший. Электрод для определения активности фторид-ионов в растворе. Science 23 декабря 1966 г.: т. 154. № 3756, стр. 1553 - 1555

Дальнейшее чтение

• Фторид-ионселективные электроды